ZONAVIY NAZARIYA

ZONAVIY NAZARIYA — kristall panjaraning davriy maydonida harakatlanayotgan valent elektronlar to’g’risidagi nazariya; qattiq jism kvant mexanikasining asosiy bo’limlaridan biri. Zonaviy nazariya asosini F. Blox (1928) va frantsuz fizigi L. Brillyuen (1930) yaratdi. Qattiq jismning elektr, optik, mexanik, issiqlik va magnit xossalari valent elektronlarga bog’liq bo’ladi. Ma’lumki, atomda elektron bir necha muayyan energetik holatga ega, shunga mos ravishda bir necha energiya zonasi vujudga keladi. Ammo ba’zi zonalar ustma-ust tushishi ham mumkin. Har bir zonadagi sathlar soni kristall panjaradagi atomlar soni N ga teng. Bu sathlarda elektronlar Pauli printsipiga muvofiq joylashadi. Endi elektronlar ayrim atomga emas, balki butun kristallga tegishli bo’lib qoladi. Metallarda tegishli atomning valent elektroni energetik sathidan hosil bo’lgan energiyalar zonasi elektronlar bilan chala to’ladi. Tashqi elektr maydoni ta’sirida bu zonadagi elektronlar yuqoriroqdagi bo’sh sathlarga o’tadi va elektr tokini o’tkazishda ishtirok etadi. Kristalldagi butunlay to’lgan zonalar valent zonalar, chalato’lgan va bo’sh zonalar o’tkazuvchanlik zonalari deb ataladi. Temperatura mutlaq noldan yuqori bo’lganda issiqlik harakati oqibatvda valent zonadagi elektronlarning bir qismi bo’sh zonaga (o’tkazuvchanlik zonasiga) o’tadi va tashqi elektr maydoni ta’sirida tezlashib, elektr toki hosil qilishda ishtirok etadi. Elektronlardan bo’shagan joylar (“kovaklar”) ham tok o’tkazishda qatnashadi. Temperatura mutlaq nolga teng bo’lganda valent zonada bo’sh o’rinlar bo’lmagani uchun tashqi elektr maydoni bundagi elektronlarni tezlashtira olmaydi (tartibli harakatga keltira olmaydi) va tok hosil bo’lmaydi. Zonaviy nazariya natijalari qattiq jismning ko’pgina muhim qonuniyatlari va xossalarini tushuntirishga imkon beradi hamda hozirgi zamon metallar, yarim-o’tkazgichlar va dielektriklar fizikasining rivojlanishiga asos bo’ladi.